大断面隧道瓦斯涌出位置对瓦斯分布的影响规律

作者：安俊杰; 黄飞^*; **; 王少龙; 黄小亮

来源：科学技术与工程, 2023, 23(29): 12705-12713.

• 大断面隧道
• 瓦斯涌出位置
• 瓦斯分布
• 数值模拟

大断面瓦斯隧道掌子面上不同的涌出位置对隧道内的瓦斯扩散分布规律影响较大。基于何家坡大断面隧道穿越一定交角煤层的工程背景，采用计算流体动力学软件Fluent模拟了5个不同涌出位置的瓦斯在隧道内的扩散分布规律。研究结果表明：大断面隧道掌子面可划分为3个主要的瓦斯涌出区域，即风筒对侧左下部分(区域Ⅰ)、靠近风筒侧右上部分(区域Ⅲ)和中间部分(区域Ⅱ);瓦斯自掌子面涌出后向洞口扩散的过程依次可以概括为瓦斯聚集、瓦斯扩散与瓦斯稳定分布3个阶段；区域Ⅰ、Ⅱ与Ⅲ涌出的瓦斯分别在0.4H、0.8H与1.3H范围内聚集，并分别在1.2H、1.4H与1.9H范围内扩散，最终分别在1.2H、1.4H与1.9H范围以外稳定分布于拱顶稍偏向风筒对侧，其中，H为隧道的高度。在此基础上，对隧道内瓦斯监测传感器的布局提出了优化方案，可为瓦斯隧道施工中的瓦斯监测及传感器布置提供一定的理论借鉴。

• 单位
  河南理工大学; 中交二公局萌兴工程有限公司; 湖南科技大学